新型功能高分子材料
功能高分子材料发展现状及展望
功能高分子材料发展现状及展望一、引言功能高分子材料是指具有特殊性能的高分子材料,如导电、阻燃、自修复等。
随着科技的不断进步和人们对环境保护和生活质量的要求越来越高,功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。
本文将从功能高分子材料的定义、发展历程、应用领域以及未来展望等方面进行探讨。
二、功能高分子材料的定义功能高分子材料是指在普通高分子材料中加入一些特殊成分或经过改性后,使其具有某种特殊性能的新型高分子材料。
这些特殊性能可以是导电、阻燃、自修复、形状记忆等。
这些新型高分子材料不仅具有传统高分子材料的优点,如重量轻、耐腐蚀等,还具有更多的优势。
三、功能高分子材料的发展历程1. 20世纪50年代至60年代初期:以聚氯乙烯为主要原料生产出各种塑胶制品。
2. 60年代中期至70年代初期:出现了聚碳酸酯、聚酰亚胺等新型高分子材料。
3. 70年代中期至80年代初期:出现了聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物等新型高分子材料。
4. 80年代中期至90年代初期:出现了聚丙烯、聚乙烯等新型高分子材料。
5. 21世纪以来:功能高分子材料得到了广泛应用,如导电高分子材料、阻燃高分子材料、自修复高分子材料等。
四、功能高分子材料的应用领域1. 导电高分子材料:主要应用于电池、太阳能电池板等领域。
2. 阻燃高分子材料:主要应用于建筑材料、电器设备等领域。
3. 自修复高分子材料:主要应用于汽车制造、飞机制造等领域。
4. 形状记忆高分子材料:主要应用于医学器械、智能纺织品等领域。
五、功能高分子材料的未来展望1. 研发更多的功能性高分子材料,满足不同领域的需求。
2. 提高功能高分子材料的性能,使其更加适合实际应用。
3. 推广功能高分子材料的应用,促进产业升级和经济发展。
4. 加强对功能高分子材料的研究和开发,为未来的科技进步提供支持。
六、结论随着科技的不断进步和人们对环境保护和生活质量的要求越来越高,功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。
未来,随着技术的不断提升和需求的不断增加,功能高分子材料将会有更广阔的发展前景。
新型功能性高分子材料的制备与应用
新型功能性高分子材料的制备与应用随着现代科技的不断发展,新型功能性高分子材料的研制和应用已经成为一个热门领域。
随着经济的迅速发展,精细化、高效化、智能化的高分子材料不断涌现,成为人类生产、生活中不可或缺的一部分。
本文将重点探讨新型功能性高分子材料的制备与应用。
一、新型功能性高分子材料的制备方法1.聚合反应法聚合反应法是制备高分子材料的最常用方法,通过单体之间的共价键进行成链,形成线性、交联、支化等复杂的结构。
催化聚合和引发聚合是聚合反应法的两类主要方法。
现代高分子材料领域中采用的催化聚合方法主要是有机过氧化物成为的引发剂,如二苯钴、双(三甲基锡)二过氧化物等。
2.物理吸附法物理吸附法是指将功能性基团带有吸附性能的低分子化合物吸附在高分子材料表面形成复合材料,以提高高分子材料的特性。
物理吸附法的制备条件较为温和,不需要使用高温和高压,很好地保留了高分子材料的结构和性能。
3.化学修饰法化学修饰法是指利用化学反应在高分子材料与其他分子之间形成化学键,从而改变材料的物理、化学和生物性质。
化学修饰法不仅可以增强高分子材料的结构稳定性和力学性能,还可以赋予它特定的化学性质,例如亲水性、亲油性等,拓展其应用范围。
二、新型功能性高分子材料的应用1.医学领域高分子材料在医学领域中应用广泛,例如制备生物质谱检测芯片、生物传感器、人工关节、缓释药物等。
2.环保领域高分子材料在环境污染治理和资源回收等方面起着重要作用,例如油污处理、废水处理、有机废弃物处理等。
3.电子信息领域高分子材料在发光二极管、有机场效应晶体管、柔性电子、电热材料等方面应用广泛,为电子信息产业的发展提供了重要支持。
4.新能源领域高分子材料在太阳能电池电极、锂电池隔膜材料、燃料电池阴阳极材料等方面的应用不断扩大,是新能源领域的重要组成部分。
总之,新型功能性高分子材料的制备和应用是一个不断发展的领域。
在实际应用中,高分子材料的制备方法和结构设计必须与其所需的应用性能相匹配。
功能高分子材料
功能高分子材料The document was prepared on January 2, 2021第三节功能高分子材料一、新型有机高分子材料与传统的三大合成材料有本质上的差别吗功能高分子材料的品种与分类有哪些1.新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的区别与联系新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别,它们只是相对而言.从组成元素看,都是由C、H、O、N、S等元素构成;从合成反应看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成;从结构看,也就是分两种结构:线型结构、体型结构.它们的重要区别在于功能与性能上,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域.2.功能高分子材料的品种与分类特别提醒医用高分子材料应该满足:①无毒,且是化学惰性的;②与人体组织和血液相容性好;③具有较高的机械性能;④容易制备、纯化、加工和消毒.高分子化合物结构链节分子链中重复出现的结构单元聚合度分子链中的链节数,用n表示单体生成高分子化合物的小分子物质线型结构又称支链型、直链型,连成长链,有热塑性体型结构分子链间以共价键“交联”,连成网状结构,成型后不可塑性质1.线型高分子能溶解在适当的溶剂中,体型高分子只能溶胀2.线型高分子有热塑性,体型高分子有热固性3.高分子材料的强度较大4.高分子材料一般不易导电,弹性好,耐磨,不耐热5.部分高分子材料还具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、难降解的性质高分子材料三大合成材料塑料如:聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯合成橡胶如:丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶合成纤维如:涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、维纶、氯纶按来源分天然高分子材料如:淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶合成高分子材料如:塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料按性能分功能高分子材料如:高分子分离膜、医用高分子、吸水高分子复合材料如:玻璃纤维、碳纤维类型1 高分子材料的分类例1下列材料中,属于功能高分子材料的是①高分子膜②生物高分子材料③光敏高分子材料④导电高分子材料⑤离子交换树脂⑥液晶高分子材料A.①②③ B.③④⑤ C.②④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥答案D解析根据功能高分子的分类即可顺利解答.类型2 功能高分子材料的结构与性能例2随着医用高分子材料的发展,人们已可用人工器官代替不能治愈的病变器官.目前已经制成的人工器官有①皮肤②肝③肺④肾⑤骨骼⑥眼A.①②③ B.②③④ C.①⑤ D.全部答案D解析医用高分子材料的应用十分广泛,利用其特殊结构和特殊性质,可以制备与人体器官功能相同的人工器官.医用高分子材料必须满足的条件:①无毒,且是化学惰性的;②与人体组织和血液相容性好;③具有较高的机械性能;④容易制备、纯化、加工和消毒.类型3 复合材料的结构与性能例3碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料,其强度比钢铁材料大而密度比铝小.据报道,每架波音767飞机使用了1吨碳纤维材料,而一种新型的波音757飞机使用了9吨以上的碳纤维.制取碳纤维的一种方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体中进行高温处理而获得,这种碳纤维的结构可表示如下:1构成这种碳纤维的元素是____________,其原子个数比为__________.2用乙炔和HCN 为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下:CH≡CH――→HCN A ――→高聚物B ――→高温处理C ――→脱氢碳纤维用化学方程式表示以下过程:① CH≡CH 与HCN 反应_________________________________________________;②A―→B________________________________________________________________.答案 1C 、H 、N 3∶1∶12①CH≡CH+HCN ――→催化剂CH 2===CH —CN ②nCH 2===CH —CN ――→催化剂解析 碳纤维材料是一种重要的新型复合材料,题目已知给出制取这种碳纤维是将聚丙烯腈经高温处理而得,聚丙烯腈的结构为,注意到题给碳纤维的结构,可以将聚丙烯腈结构写为:其中—CN 的结构为—C≡N .这种变换写法是解答本题的关键一步,根据生产流程所示,聚丙烯腈经两步反应获得碳纤维,第一步高温处理,应是在上述结构的基础上将氰基—C≡N 中的三键打开重新结合构成环状结构,即生成C,C 在催化剂作用下脱氢,在C 中环状结构的—CH 2—与上各脱去一个氢原子而形成双键结构,形成碳纤维.显然,在—CH 2—原子团上脱去一个H 原子后,还有一个氢原子,所以可知这种碳纤维由C 、H 、N 三种元素构成,考查其中的 一个基本结构单元,可看出C 、H 、N 三种原子的个数比应为3∶1∶1.在橡胶工业中,制造橡胶要经过硫化工艺,将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构.在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂,以得到具有网状结构的树脂.请你想一想,为什么都要做成网状结构目的是否相同点拨橡胶工业中将线型结构的橡胶连接为网状结构是为增加橡胶的强度;高吸水性树脂将线型结构连接为网状结构是使它既吸水又不溶于水.1.点拨高聚物在其所含有的官能团发生酯化、水解等反应时,碳链并没有参加反应.2.B3.点拨乳酸是一种羟基羧酸,由于其结构的特殊性,已成为高考化学命题的热点.它不但能形成链酯和聚酯,而且还可以形成环酯.1.下列物质中不属于新型有机高分子材料的是A.高分子分离膜 B.液态高分子材料C.生物高分子材料 D.有机玻璃答案D2.复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料.其中一种材料作为基体,另外一种材料作为增强剂,这样可发挥每一种材料的长处,并避免其弱点.下列物质中不属于复合材料的是A.聚苯乙烯树脂 B.铝塑管C.涤棉织品 D.纯棉内衣答案AD3.下列材料中,属于功能高分子材料的是①高分子膜②生物高分子材料③导电高分子材料④离子交换树脂⑤医用高分子材料⑥高吸水性树脂A.①③⑤⑥ B.②④⑤⑥C.②③④⑤ D.①②③④⑤⑥答案 D解析 常用功能高分子材料包括高分子膜、医用高分子材料、高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子材料、导电高分子材料、生物高分子材料、高分子催化剂和试剂等.4.高分子分离膜可以有选择地让某些物质通过而将物质分离,下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是A .分离工业废水,回收废液中的有用成分B .将化学能转换成电能,将热能转换成电能C .食品工业中,浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒D .海水淡化答案 B解析 高分子分离膜的特点是能够有选择地让某些物质通过,而把另一些物质分离掉.主要应用于生活污水、工业废水等废液处理和海水淡化工程等;而将化学能转换成电能是传感膜的应用,把热能转化成电能是热电膜的应用.5.下列说法不正确的是A .探求某种新型高分子材料时,需要研究分子结构与功能之间的关系B .三大支柱产业为能源、材料和信息工程C .带有强亲水性原子团的化合物共聚可以得到强亲水性高聚物D .具有网状结构的物质即具有强吸水性答案 D6.聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一,它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等特点.下边是聚丙烯酸酯的结构简式,它属于①无机化合物 ②有机化合物 ③高分子化合物 ④离子化合物 ⑤共价化合物A .①③④B .①③⑤C .②③⑤D .②③④答案 C解析 聚丙烯酸酯类是由丙烯酸酯经加聚反应得到的:可见,聚丙烯酸酯类属于有机化合物、高分子化合物、共价化合物.7.我国科学家前不久成功地合成了3 nm 长的管状碳纳米管,此管居世界之首.这种碳纤维具有强度高、刚度抵抗变形的能力高、密度小只有钢的14、熔点高、化学稳定性好的特点,因此被称为“超级纤维”.下列对碳纤维的说法不正确的是A .它是制造飞机的某些部件的理想材料B .它的主要组成元素是碳C .它的结构与石墨相似D .碳纤维复合材料不易导电答案 C8.聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为,它是制作软质隐形眼镜的材料.请写出下列有关反应的化学方程式:1由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯________________________________________________________________________.2由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯________________________________________________________________________.3由乙烯制备乙二醇________________________________________________________________________.解析甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为:,它是聚甲基丙烯酸羟乙酯的单体,由它制备聚甲基丙烯酸羟乙酯的反应属于加聚反应:由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯应进行酯化反应,对照反应物、产物的结构可确定要使用乙二醇:9.感光性高分子是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料.其结构简式为:试回答下列问题:1在一定条件下,该高聚物可发生的反应有________填写编号.①加成反应②氧化反应③消去反应④酯化反应⑤取代反应2该高聚物和NaOH溶液发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________.3该高聚物在催化剂和酸性环境下水解后得到相对分子质量较小的产物是A,则:①A在一定条件下与甲醇发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________.②A的同分异构体有多种,其中属于不同类别且含有苯环、,苯环上有两个取代基的结构简式是任写两种______________________________________________ ________________________________________________________________________.答案1①②⑤解析1该高聚物中含有酯基、和苯环,能够发生水解取代、加成、氧化反应.(1)高聚物水解后得到和.第三节功能高分子材料1.下列属于功能高分子材料的是①高分子分离膜②人工器官③理想的宇航材料④天然橡胶A.①② B.③④ C.①③ D.②④答案A2.关于功能高分子材料的下列说法中,不正确的是A.离子交换树脂主要用于分离和提纯,如硬水的软化、回收工业废水中的金属等B.婴儿用的“尿不湿”的主要成分是具有强吸水性的树脂C.导电塑料应用于电子工业,可用来制造电子器件D.医用高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用,难以达到与生物相容的程度答案D3.复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高,其主要原因在于A.复合材料的使用可以使导弹承受超高温的变化B.复合材料的作用可以使导弹的质量减轻C.复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的变化D.复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化答案B解析导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料,之所以提高射程是利用了其密度小、质量轻的特点.4.在下列关于新型有机高分子材料的说法中,不正确的是A.高分子分离膜应用于食品工业中,可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等,但无法进行海水淡化B.复合材料一般是以一种材料作为基体,另一种材料作为增强剂C.导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料D.合成高分子材料一般具有优异的生物兼容性,较少受到排斥答案A1.随着有机高分子材料研究的不断加强和深入,使一些重要的功能高分子材料的应用范围不断扩大.下列应用范围是功能高分子材料的最新研究成果的是A.新型导电材料 B.仿生高分子材料C.高分子智能材料 D.电磁屏蔽材料答案AD解析随着社会的进步,科学技术的发展,高分子材料的作用越来越重要.特别是在尖端技术领域,对合成材料提出了更高的要求,尤其是具有特殊性质的功能性材料和多种功能集一身的复合材料.2.“喷水溶液法”是日本科学家最近研制出的一种使沙漠变绿洲的技术,它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液,水溶液中的高分子与沙土粒相结合,在地表下30 cm~50 cm处形成一个厚0.5 cm的隔水层,既能阻止地下的盐分上升,又有拦截、蓄积雨水的作用.下列对聚丙烯酸酯的说法不正确的是A.它的单体的结构简式为B.它在一定条件下能发生加成反应C.它在一定条件下能发生水解反应D.它没有固定的熔、沸点答案B解析聚丙烯酸酯的结构简式为:,其单体为CH2===CHCOOR,它的分子中含有酯基官能团,故能发生水解反应;聚丙烯酸酯是高聚物,属混合物,没有固定的熔、沸点;因其分子中没有碳碳双键,故不能发生加成反应.3. 复合材料的优点是①强度高②质量轻③耐高温④耐腐蚀A.①④ B.③除外 C.②③ D.①②③④答案D4.能够把化学能转化成电能的高分子材料是A.传感膜 B.分离膜 C.分导纤维 D.玻璃钢答案A5.目前商场出售的一种婴儿使用的“尿不湿”产品的组成是,其主要性质是A.显酸性 B.有吸水性 C.可发生加成反应 D.不能燃烧答案B6.具有单双键交替长链如:…—CHCHCHCHCHCH—…的高分子有可能成为导电塑料.2000年诺贝尔Nobel化学奖即授予开辟此领域的3位科学家.下列高分子中可能成为导电塑料的是A.聚乙烯 B.聚丁二烯 C.聚苯乙烯 D.聚乙炔答案D7.食品保鲜膜按材质可分为聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚偏氯乙烯PVDC等种类.PVC 被广泛地用于食品、蔬菜外包装,它对人体有潜在危害.下列有关叙述不正确的是A.PVC保鲜膜属于链状聚合物,在高温时易熔化,能溶于酒精B.PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得C.鉴别PE和PVC,可把其放入试管中加热,在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸,如果试纸变红,则是PVC;不变红,则为PED.等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气不一定相等答案BD8.军事上的“地表伪装”是军事上保持的外观色彩、红外反射与周围环境互相吻合以达到以假乱真的目的.20世纪70年代研制出的BASF是一种红外伪装还原染料.其结构简式如下:该染料为橄榄色或黑色.请回答下列问题:1染料BASF的分子式为____________.21 mol BASF在适宜条件下,与足量的金属钠反应可生成________mol H2;1 mol BASF 在适宜条件下和H2发生加成反应所需H2最多为________mol.答案1C2n+24H4n+10N2O621 14解析 1 mol BASF中含有2 mol羟基与足量钠反应能生成1 mol H2;苯环中的双键及“”均能与H2发生加成反应.9.有机黏合剂是生产和生活中一类重要的材料.黏合过程一般是液态的小分子黏合剂经化学反应转化为大分子或高分子而固化.1厌氧胶是一种黏合剂,其结构简式为:.它在空气中稳定,但在隔绝空气缺氧时,分子中双键断开发生聚合而固化.工业上用丙烯酸和某种物质在一定条件下反应可制得这种黏合剂,这一制取过程的化学方程式为:________________________________________________________________________.2白乳胶是常用的黏合剂,其主要成分为醋酸乙烯酯CH3COOCH===CH2,它有多种同分异构体,其中同时含有“—CHO”和“CH===CH”结构的同分异构体共有五种,如“CH3—CH===CH—O—CHO”和“CH2===CH—CH2—O—CHO”,请写出另外三种同分异构体的结构简式已知含有结构的物质不能稳定存在:_____________、________________、____________________.2HOCH2—CH===CH—CHOCH2===CH—O—CH2—CHOCH3—O—CH===CH—CHO10.医用化学杂志曾报道,有一种功能高分子材料为聚乙交酯纤维材料C,用这种功能高分子材料制成的手术缝合线比天然高分子材料的肠线好.它的合成过程如图:B:是A合成C的中间体,它是由两分子A脱去两分子水形成的.1写出A、C的结构简式:A____________,C________________________________________________________________________.2写出由A制取B的化学方程式________________________________________________________________________.3医用高分子材料应具备哪些特性:________________________________________________________________________________________________________________________________________________.3优异的生物相容性、较少受到排斥、无毒性、具有很高的机械性能以及其他一些特殊性能解析从题给条件可知,B分子为环酯且具有对称结构.采用平均拆分法,可得A的结构简式为.A生成C的反应为酯化原理的缩聚反应,11.某些高分子催化剂可用于有机合成.下面是一种高分子催化剂Ⅶ合成路线的一部分Ⅲ和Ⅵ都是Ⅶ的单体;反应均在一定条件下进行;化合物Ⅰ~Ⅲ和Ⅶ中含N杂环的性质类似于苯环:回答下列问题:(1) 写出由化合物Ⅰ合成化合物Ⅱ的反应方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 不要求标出反应条件.2下列关于化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的说法中,正确的是___________________________________________________________填字母. A .化合物Ⅰ可以发生氧化反应B .化合物Ⅰ与金属钠反应不生成氢气C .化合物Ⅱ可以发生水解反应D .化合物Ⅲ不可以使溴的四氯化碳溶液褪色E .化合物Ⅲ属于烯烃类化合物3化合物Ⅵ是__________填字母类化合物. A .醇 B .烷烃 C .烯烃 D .酸 E .酯 4写出2种可鉴别Ⅴ和Ⅳ的化学试剂________________________________________________________________________. 5在上述合成路线中,化合物Ⅳ和Ⅴ在催化剂的作用下与氧气反应生成Ⅵ和水,写出反应方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 不要求标出反应条件.答案 1+CH 3COOH+H 2O2AC 3E4饱和Na 2CO 3溶液、酸性KMnO 4溶液52CH 2===CH 2+2CH 3COOH +O 2――→催化剂2CH 3COOCH===CH 2+2H 2O解析 1Ⅰ和CH 3COOH 发生酯化反应.2Ⅰ中含醇羟基,故可以被氧化,A 正确;Ⅰ可以与Na 反应产生氢气,B 错误;Ⅱ中含有酯基,故可以水解,C 正确;Ⅲ中含可以使溴水褪色,D 错误;Ⅲ中含N 原子故不是浓硫酸 △烃,E错误;选A、C.3由Ⅶ分析Ⅵ为,只有E酯符合题意.4由题目信息知Ⅳ是CH2===CH2,Ⅴ是CH3COOH,可以利用二者性质不同:酸性、还原性来鉴别,如溴水、Na2CO3溶液、酸性KMnO4溶液等.5见答案.探究创新12.近年来,乳酸成为人们的研究热点之一.乳酸可以用化学方法合成,也可以由淀粉通过生物发酵法制备.利用乳酸聚合而成的高分子材料具有生物相容性,而且在哺乳动物体内或自然环境中,都可以最终降解成为二氧化碳和水.乳酸还有其他用途.1乳酸可以与精制铁粉制备一种药物,反应式为:在该反应中,氧化剂是__________,还原剂是__________,产物乳酸亚铁可以治疗的疾病是________.2用乳酸聚合的纤维材料非常适合于做手术缝合线,尤其是在做人体内部器官的手术时使用.试分析其中的原因________________________________________________________________________.3利用乳酸合成高分子材料,对于环境有什么重要的意义试从生物学物质循环的角度解释:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.答案1乳酸或CH3CHOHCOOH 铁或Fe 缺铁性贫血2聚乳酸本身对人体无毒,在体内可以水解成乳酸,最后降解成二氧化碳和水,通过人体的呼吸和排泄系统而被自动排出体外,故不需要二次开刀拆线,使其作为人体内部器官的手术缝合线具有独一无二的优越性3淀粉通过植物的光合作用由二氧化碳和水合成,再经微生物发酵生成乳酸.因乳酸的生成来自天然,用乳酸合成的高分子材料又可以最终降解成为二氧化碳和水,回归自然,故利用乳酸合成高分子材料,利于环保解析本题是化学与生物的综合,要充分利用题给信息,结合学过的知识进行思考,问题会迎刃而解.章末总结1.1b2a3c f2.1CH2===CH2点拨通过该题我们应该认识到了解日常生活中常见有机物的成分是非常有必要的.当然了解各种高分子材料的性能后,我们也可以推测其用途.3.1甲基丙烯酸乙二酯或甲基丙烯酸-β-羟基乙酯24.将聚苯乙烯泡沫塑料粉碎,放入反应釜中,用氮气等气体将装置内的空气排尽,高温加热,收集并冷凝所得蒸气,即可得到苯乙烯.点拨该实验方案的设计要注意两点:①因为高温加热,所以要选择合适的热解装置;②热解装置中不能有氧气.5.点拨丁二烯及其衍生物在发生加聚反应时,两个双键都断开,在两个双键中间再形成一个双键,另两个不饱和键与其他的不饱和键相连,形成高分子化合物.。
新型功能高分子材料
吕传香 ,全凤 玉 ,梁 风 ,王 新
2 6 6 0 7 1 )
( 1烟 台华润锦 纶 有 限公 司 , 山东 烟 台 2 6 4 0 0 0;2青 岛大 学 ,山东 青 岛
摘 要 :功能高分子繁多, 并因为其特殊的
功能备受人 们的关注 ,本文简要介 绍了功能高分 子材料 的概念 及应用 ,综 述 了近 年来 国内外在 功能高分子 材料方 面的研究进 展 , 并对功 能高分子材料 的发展进 行了展望 。
关键 词 :功能高分子材料;二氧化碳功能 ; 形状记忆 ; 糠醛系;导电; 生物可降解
中 图分 类 号 :T Q 3 1 7
功能高分子 材料是对物 质 、能量 、信 息具 有传输 、转换或 展 、并具有应用价值 和开发前景 的共聚物是 由 C O ,与环 氧化合 贮存作用 的高分 子及其复合材 料的一类 高分子 材料 ,有 时也 被 物通过 开键 、开环 、缩聚制得 的 C O :共聚物脂肪族碳 酸酯 。 目 称为精细高 分子 或 者特 种 高分 子 ( 包 括高 性 能高 分子 ) 。其 于 前 只有美 、 日、韩等 国已建成脂肪 族碳酸酯 共聚物生产 线 。美 2 0世纪 6 0年代末 迅速发展起来 的新 型高分子 材料 ,内容 丰富 、 国的 A i r P r o d u c t s a n d C h e m i c ls a 公 司于 2 0世纪 9 0年代初通过购 品种繁多 、发 展 迅 速 ,已成 为新 技术 革 命 必 不 可少 的 关键 材 置 日本专 利 ,并 申请 了 改 进 催 化 剂 的美 国 专 利 后 ,已 建 成
功能高分子材料的合成及应用
功能高分子材料的合成及应用在现代化社会中,材料科学作为工程领域的一个重要方面,已经逐渐成为人们关注的热点。
功能高分子材料的合成与应用一直是材料科学研究的方向之一,其在生产、医疗、汽车、航空、航天等多个领域都有广泛的应用。
在这篇文章中,我们将探讨这些材料的合成及真正的应用。
一、功能高分子材料的概述功能高分子材料是一种新型材料,其能够在不同的条件下改变自身的结构和性质。
通常,这种高分子材料会发生形态变化、吸附分子、电离、发光、化学反应等一系列现象。
这些特性可以通过精确的化学合成方法和物理控制方法实现。
目前,这些材料已经应用于生命科学、医学、纳米技术、信息技术、光电子学以及环境保护等领域。
二、功能高分子材料的合成功能高分子材料的合成是一个艰巨的过程,需要精巧的设计和合成技术。
下面是常见的合成方法:1.聚合方法在这种方法中,它是通过合成可以发生自组装行为的初始单体,如异丙基丙烯酸甲酯(iPrMA)和异丁烯酰亚胺(IBA)等单体来制备聚合物。
这种方法可以得到分子间相互作用强烈的大分子,用于制备高效的功能高分子材料。
2.交叉聚合法交叉聚合是一种用于制备功能高分子材料的聚合方式。
其利用两种单体预先交错状分散在微区,然后经过反应产生的材料。
在这个过程中,功能高分子的基本结构决定了材料功能的性质。
3.自组装法自组装法是制备一些功能高分子材料的另一种方法。
它是一种将分子有序排列以形成自组装结构的方法。
这个结构在后续化学反应中可以被保留;通过这种方法,可以制备一些新型的有特殊功能性的高分子材料。
三、功能高分子材料的应用功能高分子材料已经在许多领域得到了应用,下面分别介绍它们在不同领域的应用:1.生物医学在医学中,已经发现了一些高分子材料,如聚乳酸、聚己内酯、羟基乙酸等,可以用于制备骨骼、脑部和肝脏的支架等。
这些支架可以支持生物组织的生长和生物反应,并能够产生排级和细胞间交流的支持能力。
2.纳米技术由于功能高分子材料具有一定的稳定性和强特异性,因此可以合成高精度的纳米材料。
功能高分子材料的研究进展
3、高分子催化剂与高分子试剂:在化学合成领域,科研人员正在研究新型的 高分子催化剂与高分子试剂,以提高反应效率,减少副反应,降低环境污染。 其中,负载型高分子催化剂以其高效、可回收的优点引起了科研工作者的广泛。
4、医用高分子:医用高分子材料与人类的健康和生命质量密切相关。近年来, 科研人员对医用高分子的研究主要集中在生物相容性、降解性以及功能性上。 例如,聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等生物降解材料已经被广泛应用于 药物载体和生物医学工程中。同时,科研人员也在开发具有药物控释、靶向治 疗等功能的医用高分子药物。
功能高分子材料的研究进展
目录
01 一、功能高分子材料 的分类
03 三、未来展望
02
二、功能高分子材料 的研究进展
04 参考内容
功能高分子材料是一种具有特殊物理、化学或生物性质的材料,其价值在于能 够进行精确的分子设计,以适应特定的应用需求。这种材料在众多领域中都有 着广泛的应用,如能源、医疗、环保等。近年来,随着科技的飞速发展,功能 高分子材料的研究取得了显著的进步。
1、高分子膜:高分子膜在分离、过滤、渗透等过程中有着广泛的应用。近年 来,科研人员在高分子膜的制备技术、性能优化以及应用研究等方面取得了重 要的突破。例如,通过纳米纤维构筑的多孔高分子膜在海水淡化、燃料电池等 领域展示出优异的性能。
2、高分子纤维:高分子纤维具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点,被广泛应 用于航空航天、汽车制造、环保等领域。一种新型的高分子纤维——碳纤维, 因其具有超高的强度和模量,被视为“黑金”。科研人员正在致力于提高碳纤 维的生产效率,降低成本,料主要分为物理功能高分子材料、化学功能高分子材料和生物功 能高分子材料。物理功能高分子材料主要涉及高分子膜、高分子纤维等;化学 功能高分子材料则包括高分子催化剂、高分子试剂等;生物功能高分子材料则 涉及医用高分子、生物降解高分子等。
新型功能性高分子材料的研究进展
新型功能性高分子材料的研究进展作为一种重要的材料,在生产和生活中用途广泛的高分子材料已经走过了一个漫长而辉煌的历史。
现如今,随着人类不断向着高效、智能和环保的方向发展,对于新型高分子材料的需求也越来越高。
近年来,新型功能性高分子材料的研究进展备受关注,取得了不少重大突破。
本文将对新型功能性高分子材料的研究现状和发展方向进行分析和总结。
一、新型功能性高分子材料的种类新型功能性高分子材料是一类重要的高科技材料,它包括了许多种类,如高强度材料、高温材料、智能材料、生物材料等等。
这些材料在人类的生产和生活中扮演着重要的角色。
(一)高强度材料高分子材料的高强度是其独特的特点之一。
高强度材料一般具有极高的拉伸强度和模量,通常是通过改变高聚物的结构和合成的方式来实现的。
例如,碳纤维增强树脂(CFRP)就是一种高强度材料,它在航空航天、汽车、铁路、体育器材等领域广泛应用。
(二)高温材料高温材料也是一种重要的高分子材料。
高温材料的耐高温性能在一定程度上影响其应用范围和使用寿命。
目前,高温材料主要包括热塑性和热固性两类。
例如,聚苯硫脲(PPSU)是一种热塑性高温材料,其热稳定性、耐磨性和耐化学性能良好。
(三)智能材料智能材料是一种具有特定物理性质,可在外界刺激下自主感知和响应的材料。
目前,智能材料主要包括形状记忆材料、电致变材料、引热变形材料、光敏材料等等。
这些材料在人类的生产和生活中用途广泛,例如,形状记忆合金(SMA)可以广泛应用于机器人、医药等领域。
(四)生物材料生物材料也是一种新型的功能性高分子材料,它具有优良的生物相容性和生物活性。
生物材料主要包括生物可降解材料、生物惰性材料和生物活性材料三类。
如聚乳酸(PLA)是一种生物可降解材料,它已被广泛应用于医学领域。
二、随着人类对高效、智能、环保的需求不断增加,新型功能性高分子材料在不断推陈出新。
目前,新型功能性高分子材料的研究主要集中在以下几个方向:(一)高强度材料的研究高强度材料的研究是近年来新型功能性高分子材料的热点之一。
关于新型功能高分子材料的研究
、
功 能高分子 材料 的介绍 以及 其研 究现状
1 . 功 能高分 子材料 的简 介
功 能 高分 子材 料是 指具 有传 递 、转换 或贮 存 物质 、能 量和 信息 作 用 的高分 子及 其复 合材 料 ,或具 体地 指在 原 有力 学性 能 的基础 上 ,还 具有 化学 反应活 性 、光敏 性 、导 电性 、催化 性 、生 物相容 性 、药 理性 、 选 择分 离性 、能 量转换 性 、磁 性等 功能 的高 分 子及 其复 合材料 ,通常 也 可简称 为功 能高分 子 ,也 可称 为精 细 高分 子或特 种高 分子 。 2 . 功 能高分 子材料 的研 究现状 在原 来高 分 子材 料的 基础 上 ,可将 功能 高分 子材 料 分为 两类 :一 类 是 以改进 其性 能为 目的 的高 功能 高分 子 材料 ;另 一类 是为 赋予 其某 种新功 能 的新 型功 能高分 子材料 。
益 ,并导致许 多新产品的 出现。
关键词 :功能高分子材料
目前 ,功 能高 分子材 料 的研 究正在 不断 地加 强和深 入 。一方面 , 对 重 要 的功 能高 分子材 料继续 改进 和推广 , 使它 们的性 能不断 提高, 应用范 围不 断扩 大。 另一方 面 ,与人 类 自身 密切 相关 、具 有特殊 功 能 的材料 的研究也 在不 断加 强, 并 且取得 了一定 的进展 , 总之 功能 高分子材 料 的应 用范 围正在逐 渐扩 展, 必 将对人 们的生 产和 生活产生 越来越 大的影 响 。 h i n a Ch e mi c a l T r a d e _ 2 9 月
关于新型功 能高分子材料的研究
李富强
( 克拉玛依 金源精 细化工 有限责 任公 司 ,新疆 克拉玛 依 8 3 4 0 0 3)
新型功能高分子材料的研究及应用
新型功能高分子材料的研究及应用随着科技的不断发展,新型功能高分子材料在现代化的生产生活中,发挥着越来越重要的作用。
这些材料不仅具有传统材料所具备的力学性能、导热性能、耐腐蚀性能,同时还具备了更为丰富的功能特性,比如美观度高、高温稳定性强、高机械强度、质轻等等,因此广泛应用于汽车、建筑、电子、医疗等领域。
本文将重点探讨新型功能高分子材料的研究和应用。
一、新型功能高分子材料的研究成果1. 纳米复合材料纳米复合材料是当今新型功能高分子材料的研究热点。
它是通过将纳米材料与高分子基质完美的结合而得到的一种新型的材料。
这种材料不仅具备了纳米材料所具备的奇特性质,如表面积大、化学反应活性强等,同时还具备了高分子材料的韧性、延展性、节能性、阻燃性能和抗紫外线性能等功能,展现出了很强的应用潜力。
纳米复合材料在汽车、电子、建筑、医疗等领域中有广泛的应用。
2. 可降解聚合物可降解聚合物受到广泛关注,因为它们可以被生物体通过代谢逐渐降解,而不会对环境造成污染。
它们被广泛用于医疗、食品和包装等领域。
例如,一些医疗器械就需要可降解聚合物来保证其生物相容性。
另外,可降解聚合物还具有良好的可塑性和加工性,可用于制作一次性餐具、购物袋、农业覆膜等生活必需品。
3. 氟聚合物氟聚合物具有高温稳定性,抗腐蚀性,低摩擦系数,高绝缘强度等特点,因此这种新型高分子材料被广泛应用于航空、电子、通信等领域。
例如,氟聚合物制成的电缆套管能够承受高温高压环境,用于电力设备和电子器件中能够提供优异的防护性能。
4. 环保型高分子材料环保型高分子材料是指那些低能、低污染、低排放、循环利用率高的高分子材料。
它们不仅具备高分子材料的优点,同时还具备低能耗、低污染、可循环利用等特点。
它们被广泛应用于环保、新能源、低碳经济等领域。
例如生物降解聚合物材料能够有效降低能耗,并通过提高大气质量、降低废弃物产生量、减少废物处理等特点来保护环境。
二、新型功能高分子材料的应用领域1. 汽车领域在汽车应用中,新型功能高分子材料主要用于车身结构件、内饰件、导热材料、减震材料等方面。
新型有机高分子材料
新型有机高分子材料一、简介新型有机高分子材料是指近年来发展起来的一类具有特殊性能和应用潜力的高分子材料。
与传统的合成高分子材料相比,新型有机高分子材料在结构和性能上有所创新和突破,具有更高的分子量、更低的表面能和更好的力学性能等特点。
这些材料可以用于各种领域,包括材料科学、化学工程、能源存储和生物医学等。
二、种类和应用目前,新型有机高分子材料的种类繁多,包括聚合物、共聚物、聚合物混合物和凝胶等。
它们具有可调控的化学结构和物理性质,可以通过改变聚合度、共聚比例和交联度等方式来调节材料的性能。
下面介绍几种常见的新型有机高分子材料及其应用:1.聚合物聚合物是一种由重复单元组成的大分子,具有良好的延展性、柔韧性和可塑性。
其中,聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)和聚四氟乙烯(PTFE)等是应用最广泛的聚合物材料。
它们被广泛用于包装材料、电子部件、建筑材料和汽车零部件等。
2.共聚物共聚物是由两种或更多种单体按照一定的比例共聚而成的高分子材料。
其中,丙烯腈-丙烯酸酯共聚物(PAN-PMA)和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(PS-PMA)是常见的共聚物材料。
它们具有很强的耐高温性、抗氧化性和耐腐蚀性,适用于制备高温耐酸碱和耐腐蚀材料。
3.聚合物混合物聚合物混合物是不同种类聚合物按一定比例机械混合而成的材料。
它们继承了各自单一聚合物的性能,并具有更广泛的应用领域。
例如,聚酰亚胺和聚乳酸混合材料可以制备出具有优异力学性能和生物可降解性的医疗用途材料。
4.凝胶凝胶是一种源于凝聚相转变的胶态物质,具有高分子网络结构和大量孔隙空间。
其中,聚丙烯酸盐凝胶、聚乙烯醇凝胶和聚丙烯酰胺凝胶是常见的凝胶材料。
它们具有较高的吸水性、稳定性和柔软性,可以用于制备吸水剂、生物传感器和药物释放系统等。
三、发展趋势和应用前景新型有机高分子材料的研究和应用在世界范围内得到了广泛关注和重视。
在材料科学领域,人们致力于开发更多种类、更高性能的高分子材料,以满足不同领域对材料的需求。
新型高分子材料有哪些
新型高分子材料有哪些
首先,聚合物是新型高分子材料的重要代表,它们由大量重复单体分子通过共价键连接而成,具有较高的分子量和相对分子质量。
聚合物树脂、聚合物纤维、聚合物薄膜等都是常见的新型高分子材料,它们具有优异的机械性能、热性能和化学稳定性,被广泛应用于塑料、橡胶、纺织品、包装材料等领域。
其次,共聚物是由两种或两种以上单体按照一定的摩尔比例聚合而成的高分子化合物,具有两种或两种以上单体的性质。
共聚物具有丰富的结构和性能,可以通过调整单体的比例和结构来获得不同性能的材料,如ABS共聚物具有优异的力学性能和耐热性,被广泛应用于汽车零部件、家电外壳等领域。
此外,高分子合金是由两种或两种以上高分子材料经过物理或化学的方式混合而成的材料,具有两种或两种以上高分子材料的性能。
高分子合金具有综合性能优异、可调性强的特点,如PC/ABS合金具有优异的力学性能和耐候性,被广泛应用于电子产品外壳、汽车内饰等领域。
最后,高分子复合材料是由两种或两种以上材料通过物理或化学的方式混合而成的材料,具有两种或两种以上材料的性能。
高分子复合材料具有结构多样、性能可调的特点,如碳纤维增强复合材料具有优异的强度和刚度,被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
综上所述,新型高分子材料包括聚合物、共聚物、高分子合金、高分子复合材料等,它们具有丰富的结构和性能,被广泛应用于各个领域,对推动材料科学和工程技术的发展具有重要意义。
随着科学技术的不断进步,新型高分子材料的研究和应用将会迎来更加广阔的发展空间。
功能高分子材料有哪些
功能高分子材料有哪些功能高分子材料是一类具有特殊功能和性能的材料,它们在工程、医学、生物科学等领域都有着广泛的应用。
在功能高分子材料的研究和开发中,科学家们不断探索新的材料和制备方法,以满足不同领域的需求。
下面我们将介绍一些常见的功能高分子材料及其特点。
首先,我们来介绍一类常见的功能高分子材料——聚合物凝胶。
聚合物凝胶是一种由高分子聚合物构成的三维网状结构材料,具有很强的吸水性能和可逆性。
它在生物医学领域有着广泛的应用,比如用于药物输送、组织工程、生物传感等方面。
聚合物凝胶的特点是具有良好的生物相容性和可调控的物理化学性质,可以根据具体需求设计制备具有特定功能的凝胶材料。
另外,功能高分子材料中还有一类重要的代表——形状记忆聚合物。
形状记忆聚合物是一种可以在外界刺激下恢复原始形状的材料,具有良好的形状记忆性能和可逆性。
它在智能材料、智能结构、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。
形状记忆聚合物的特点是可以通过改变其化学结构和物理结构来调控其形状记忆性能,具有很大的发展潜力和应用前景。
此外,还有一类功能高分子材料——导电聚合物。
导电聚合物是一类具有良好导电性能的高分子材料,具有良好的柔韧性和可加工性,广泛应用于柔性电子器件、传感器、光伏材料等领域。
导电聚合物的特点是可以通过控制其分子结构和形貌来调控其导电性能,具有很好的工程应用前景。
最后,我们介绍一类新型的功能高分子材料——生物可降解高分子材料。
生物可降解高分子材料是一类可以在生物环境中被降解的材料,具有很好的生物相容性和环境友好性,被广泛应用于生物医学、环境保护等领域。
生物可降解高分子材料的特点是可以通过改变其分子结构和化学成分来调控其降解性能,具有很大的应用潜力和发展前景。
综上所述,功能高分子材料是一类具有特殊功能和性能的材料,在各个领域都有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展,功能高分子材料的研究和开发将会越来越受到重视,相信在不久的将来,会有更多新型的功能高分子材料投入实际应用,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
《功能高分子材料》知识清单
《功能高分子材料》知识清单一、什么是功能高分子材料功能高分子材料是指那些具有特定的功能作用,同时还具备高分子材料的一般特性,如重量轻、强度高、耐腐蚀等的一类新型材料。
它们在众多领域都发挥着关键作用,从医疗保健到电子科技,从环境保护到航空航天,几乎无处不在。
功能高分子材料与传统高分子材料的最大区别在于,前者能够通过自身的特殊结构和组成,实现诸如分离、传感、催化、能量转换与储存等特定的功能。
二、常见的功能高分子材料分类1、吸附分离材料这类材料具有高选择性和高吸附容量,能够从复杂的混合物中分离出特定的物质。
比如离子交换树脂,可以用于水的软化、去除重金属离子等;吸附树脂则常用于有机化合物的分离和提纯。
2、高分子催化剂它们能在化学反应中提高反应速率和选择性,同时具有易于回收和重复使用的优点。
常见的有高分子酸碱催化剂、高分子金属络合物催化剂等。
3、高分子传感材料能够对各种物理、化学和生物信号做出响应,并将其转化为可检测的信号。
例如,用于检测气体的气敏传感器、检测生物分子的生物传感器等。
4、导电高分子材料具有良好的导电性,在电子器件、防静电材料等方面有广泛应用。
像聚苯胺、聚噻吩等都是常见的导电高分子。
5、高分子药物包括高分子载体药物和高分子前药。
高分子载体可以提高药物的稳定性和靶向性,减少药物的副作用。
6、生物医用高分子材料如人工器官材料(人工心脏瓣膜、人工关节等)、组织工程材料(支架材料)、药物控释材料等,它们在医疗领域发挥着重要作用,能够改善患者的生活质量和治疗效果。
7、液晶高分子材料具有独特的光学和电学性能,常用于显示器件、光学存储等领域。
8、高分子光电材料在太阳能电池、发光二极管等光电转换和发光器件中得到应用。
三、功能高分子材料的制备方法1、功能单体聚合通过选择具有特定功能基团的单体进行聚合反应,直接合成具有功能的高分子材料。
2、高分子化学反应对已有的高分子进行化学修饰,引入所需的功能基团。
3、共混与复合将具有不同功能的高分子材料进行共混或与其他无机、有机材料复合,获得具有综合性能的功能材料。
新型功能高分子材料的制备及应用
新型功能高分子材料的制备及应用近年来,随着技术的不断发展,新型功能高分子材料的研究和制备受到越来越多的关注。
这些材料具有多种新颖的性质和应用,可以广泛应用于电子器件、生物医学、环境治理和高性能材料等领域。
本文将介绍新型功能高分子材料的制备及应用,以及未来的发展方向。
一、制备方法目前,新型功能高分子材料的制备方法包括自组装、层间聚合、溶胶凝胶法、原位聚合法、协同催化法、化学气相沉积法、化学气相淀积法等。
其中,层间聚合和化学气相沉积法是目前使用较为广泛的制备方法。
层间聚合法是指将高分子材料原料分散在有机溶剂中,并与原位生长的纳米粒子相互作用,形成墨水状浆料。
然后,在基板或单晶衬底上均匀涂覆墨水状浆料,并通过高温烤烧,使浆料中的高分子材料通过层间聚合反应形成膜。
该方法具有制备速度快、成本低、制备简单等优点。
化学气相沉积法是利用化学气相沉积反应原理,在基板或单晶衬底上沉积高分子材料。
该方法主要分为热分解法和化学气相淀积法。
热分解法是将高分子材料原料加热至高温,使其分解并沉积在基板或单晶衬底上。
化学气相淀积法则是通过在基板或单晶衬底上淀积单体,再由催化剂引发聚合反应,并通过氧化等化学反应完成高分子材料的沉积。
该方法具有制备膜厚均匀、成膜时间短、成膜温度低等优点。
二、应用新型功能高分子材料具有多种性质和应用。
以下是一些典型应用:1. 生物医学应用在生物医学领域中,新型功能高分子材料可以用于制备人工器官、组织工程、缓释系统等。
例如,利用新型纳米高分子材料可以制备具有特定生物活性的纳米药物,从而实现对疾病的有针对性治疗。
2. 电子器件在电子器件领域中,新型功能高分子材料可以用于制备OLED、有机薄膜晶体管等。
例如,利用新型高分子材料可以制备出高效率的 OLED,使得电子产品的显示效果更为优美,具有更高的观感价值。
3. 环境治理在环境治理领域中,新型功能高分子材料可以用于制备除臭、脱湿、水处理等器材。
例如,利用新型高分子材料可以制备出具有良好吸附性能的脱湿剂,从而有效解决潮湿问题。
功能高分子材料有哪些
功能高分子材料有哪些高分子材料是一类由高分子化合物所制备的材料, 具有多种功能和应用。
以下是一些常见的功能高分子材料:1. 强度高的高分子材料:例如聚合物增强纤维(如碳纤维和玻璃纤维增强聚合物),具有出色的机械强度和耐磨损性,可用于制造高强度和轻质的结构材料,如飞机胶皮、船舶构件和汽车零件。
2. 高透明度的高分子材料:聚合物材料中有些具有出色的透明性,可用于制造透明的包装材料、光学元件、显示器和透明塑料器具等。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种常见的高透明度高分子材料。
3. 高温耐受的高分子材料:一些高分子材料能够耐受高温环境,如聚四氟乙烯(PTFE)和聚醚醚酮(PEEK),可用于制造高温耐受的零件和设备,如机械密封件、炉具部件和航空发动机组件。
4. 阻燃的高分子材料:有些高分子材料添加了阻燃剂,使其能够抵御火焰和燃烧。
这些材料广泛应用于建筑、交通和电子领域,如阻燃聚酰亚胺和阻燃聚苯乙烯。
5. 生物降解的高分子材料:这类材料可以在特定的环境条件下被微生物分解,对环境友好。
生物降解塑料在可持续发展和环保领域有着广泛的应用,如聚乳酸(PLA)和聚羟基脂肪酸酯(PHA)。
6. 吸湿性高分子材料:有些高分子材料具有良好的吸湿性能,如聚乙二醇(PEG)和聚丙烯酰胺(PVA),可用于湿润纸巾、卫生产品和水凝胶等制造。
7. 电学性能优良的高分子材料:聚合物中的某些材料具有良好的电学性能,如聚乳酸酯(PLA)和聚苯硫醚(PES),可用于制造超级电容器、电池隔膜以及电子设备和电气绝缘材料等。
总的来说,高分子材料广泛应用于众多领域,其功能多样,适应性强。
随着科学技术的不断发展,新的功能高分子材料将不断涌现,为各行各业的发展带来更多的机遇和挑战。
新型功能性高分子材料的合成
新型功能性高分子材料的合成随着科技的不断进步,新型材料的研究和应用已经成为了科学家们日夜探索的领域之一。
在这其中,功能性高分子材料的研究已经成为了最受关注的领域之一。
而新型功能性高分子材料的合成,也成为了现代科技发展的前沿研究之一。
一、功能性高分子材料功能性高分子材料是指在高分子基础上,引入特定的功能基团,从而造成了高分子材料物理、化学性质的变化,增加了材料的特殊性能。
常常用于精细化工、纳米技术、生物技术等领域,例如电介质材料、电磁波屏蔽材料、生物医用材料等。
近年来,随着新材料的不断涌现,功能性高分子材料的研发已经成为了制约发展的瓶颈,因此许多科学家们竭尽全力开发出高性能、多功能的高分子材料。
二、新型功能性高分子材料的合成,主要是通过改变高分子的化学结构和物理性质,从而引入新的功能性基团,例如金属离子、羟基等。
这种方式通常是通过聚合反应来实现的,而且主要有下面几种常用的方式:1、自由基聚合反应自由基聚合反应是基于自由基聚合机制,通过引入自由基础团,从而实现功能基团的引入。
例如,通过将甲基丙烯酸甲酯引入聚苯乙烯中,从而形成了具有亲水性的羟基官能团,进而使高分子材料具有亲水性能。
2、离子聚合反应离子聚合反应属于两种不同离子之间通过电荷吸引作用形成的化学键机制,其官能基主要来自于双官能基单体的引入。
例如,通过在聚乙烯中引入羧基基团和苯乙烯基团,得到了聚乙烯-甲基丙烯酸酯-苯乙烯三元聚合物。
3、环氧树脂改性环氧树脂通常是具有良好物理性质和化学稳定性的高分子材料,可以通过改性引入新的官能基团,从而赋予材料新的功能性。
例如,通过将环氧树脂和聚乙二醇共聚,得到一种具有良好生物相容性的聚合物。
三、应用新型功能性高分子材料的合成在各领域应用广泛。
例如,在生物医用领域中,通过改性得到的聚合物可以用于制备假体、膜材料等,提高了材料的生物相容性;在精细化工领域,通过环氧树脂的改性,可以用于涂料等的制备;在电子材料领域中,通过功能性基团的引入,可以制备电介质材料等。
功能性高分子材料
功能性高分子材料功能性高分子材料是一类能够在特定条件下表现出特殊性能或功能的材料。
它们具有广泛的应用领域,包括能源存储与转换、生物医学、电子与光电子器件、环境保护等。
这些材料通过在高分子基质中引入特定的功能基团或改变其结构,使其具备特定的性能。
本文将介绍几种常见的功能性高分子材料及其应用。
一、聚合物电解质材料聚合物电解质材料是一类重要的功能性高分子材料,在固态锂离子电池和超级电容器等能源存储与转换领域得到广泛应用。
它们具有良好的离子导电性、机械强度和化学稳定性。
聚合物电解质材料能够有效解决传统液态电解质材料中存在的安全性和稳定性问题。
例如,聚合物电解质材料通过调控聚合物链的柔性与刚性,实现了高离子导电性和较低的离子迁移能量。
此外,聚合物电解质材料还具有较低的成本和制备工艺简单等优点。
二、功能性高分子膜材料功能性高分子膜材料广泛应用于水处理、气体分离和膜生物反应器等领域。
通过调控高分子膜的结构和组成,可以实现各种特定的分离性能。
例如,反渗透膜通过控制孔径和选择性拒绝性,实现了对水中溶解物和离子的高效去除。
气体分离膜则通过选择合适的高分子材料和孔隙结构,实现了对不同气体的选择性分离。
此外,功能性高分子膜材料还可以用于催化反应和酶催化反应等生物反应器中,有助于提高反应的效率和选择性。
三、形状记忆高分子材料形状记忆高分子材料是一类具有特殊形状记忆性能的材料。
它们可以通过外界刺激,如温度、光、电场等,改变其形状,并在刺激消除后恢复原来的形状。
这种材料具有广泛的应用潜力,如医疗器械、纺织品、自修复材料等。
例如,形状记忆高分子可以用于制作具有自调节功能的支架在外科手术中应用,以便术后退回原来的形状,减少患者的痛苦。
此外,它们还可以用于制作自带纹理的纺织品,实现服装的缝合和折叠自动化。
四、电子打印材料电子打印材料是一类用于印刷电子器件的功能性高分子材料。
它们具有良好的电子性能、机械柔韧性和化学稳定性。
电子打印材料可以通过喷墨、丝网印刷、柔性凸版印刷等技术制备高效且低成本的电子器件。
新型功能高分子材料的制备与应用
新型功能高分子材料的制备与应用高分子材料,是一类长链状分子或网络状结构的复合材料,具有良好的化学稳定性、物理性质、生物相容性等特点,因此在工业、医药、电子等领域中得到广泛应用。
近年来,高分子材料的应用领域不断扩大,并且在材料制备方面也不断创新,产生了许多新型功能高分子材料。
一、新型功能高分子材料的制备1、自组装法制备复合材料自组装法是一种利用分子之间的自组装能力制备复合材料的方法。
自组装法制备出的材料具有较高的比表面积和孔径分布范围,因此具有很好的催化、吸附和分离性能。
自组装法可以制备多种复合材料,例如:介孔材料、金属有机骨架材料等。
2、激光制备高分子材料激光制备是一种以激光为热源制备高分子材料的新技术。
这种方法可以制备出高分子微球、纳米颗粒等,具有高纯度、均一性和可控性优点。
同时,激光制备还可以使高分子材料在局部区域形成不同的物理、化学性质,实现多种不同功能的复合材料的制备。
3、电解还原法制备多孔高分子材料电解还原法是一种利用电化学法制备多孔高分子材料的技术。
通过调节电流密度和电解液 pH 值等条件,可以制备出孔径不同、孔隙率不同的多孔高分子材料。
这种方法可以制备出孔径为纳米级的多孔高分子材料,具有高比表面积、高可逆气体吸附性能等特点。
二、新型功能高分子材料的应用1、医用高分子材料在医药领域,高分子材料的应用十分广泛。
例如,生物降解材料被广泛应用于医用缝线、注射自降解填充剂、组织工程等领域;细胞培养与工程领域,高分子材料被广泛应用于组织工程、细胞培养基质、药物输送等应用中。
2、能源高分子材料在能源领域,高分子材料的应用也不断扩大。
例如,利用高分子材料设计新型离子液体和凝胶电解质,开发出新型电池和超级电容器等高效电化学器件;制备出柔性太阳能电池、柔性热电材料等。
3、环保高分子材料在环保领域,高分子材料的应用也屡见不鲜。
例如,利用高分子材料制备出有机催化剂,实现环境清洁剂的高效催化降解;利用高分子材料制备出具有高比表面积和可定向饱和吸附特性的吸附剂,实现废水和废气的高效吸附和处理等。
新型功能性高分子材料的研究进展
新型功能性高分子材料的研究进展近年来,新型功能性高分子材料一直是材料科学研究的热点之一、这些材料不仅具有传统高分子材料的可塑性和可加工性,还具有特殊的功能性能,广泛应用于电子、光电、传感、医学等领域。
在新型功能性高分子材料的研究中,涉及到材料的合成、性能调控和应用等多个方面。
首先,材料的合成是新型功能性高分子材料研究的基础。
随着合成技术的不断发展,研究者们能够合成出具有特殊结构和性能的高分子材料。
例如,通过调节合成条件和材料配方,可以合成具有高分子链刚性的聚合物材料,如刚性-柔性链段共聚物。
这些材料不仅具有柔软的特性,还能够在特定条件下变得刚性,具有强韧性和抗疲劳性能。
其次,材料的性能调控是为了满足各种应用需求而进行的。
例如,研究者们通过改变高分子材料的分子结构、添加功能性团簇或掺杂其它材料,可以调控材料的光学、电学、热学和力学性能等。
这样的调控可以使材料具有特殊的感应、传感、发光、自修复和形状记忆等功能。
同时,通过改变高分子链的Mobility、charge transport和空间排布等参数,可以实现材料的电子传导性的调控和优化,有望推动有机电子器件的发展。
最后,新型功能性高分子材料的应用领域也在不断扩展。
例如,在电子领域,这些材料可以用于制备有机薄膜太阳能电池、柔性显示器和可穿戴电子设备等。
在光电领域,这些材料可以用于制备光电器件,如光电探测器、光伏器件和传感器等。
在医学领域,这些材料可以用于制备医用高分子材料,如纳米药物传递系统、生物可降解支架和组织工程材料等。
除了以上提到的研究方向外,还有一些新型功能性高分子材料的研究趋势,如研究高分子自组装和超分子自组装等方向。
同时,应用于柔性电子器件的高分子材料的研究也受到广泛关注,这些材料在柔性电路、柔性电池、柔性传感器等领域具有广阔的应用前景。
总之,新型功能性高分子材料的研究进展不仅涉及材料的合成和性能调控,还包括材料的应用拓展。
随着材料科学研究和合成技术的不断进步,我们相信新型功能性高分子材料将在各个领域展现出更广泛的应用前景。
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• 功能高分子是由天然高分子和合成高分子演变而 成的。 • 由于它从20世纪50年代才露出萌芽,到70年代方 成为高分子学科的一个分支,又处于成长期阶殌 ,因此对于它的确切定义及分类至今学术界还没 有确定。
各种高分子材料的前景
• 电功能高分子材料
• 主要表现为在特定条件下表现出各种电学性 质,如热电、压电、铁电、光电、介电和导电等 性质。根据其功能划分,主要包括导电高分子材 料、电绝缘性高分子材料、高分子介电材料、高 分子驻极体、高分子光导材料、高分子电活性材 料等。同时根据其组成情况可以分成结构型电功 能材料和复合电功能材料两类。电功能高分子材 料在电子器件、敏感器件、静电复印和特殊用途 电池生产方面有广泛应用。
• 自从20世纪70年代功能高分子材料大发现以来, 它作为新产业革命的后盾,有力地推动了信息、 能源、生物工程、空间技术、海洋开发等一系列 高新技术的发展,带来了社会生产力的发展,导 致了社会生活的变化。 • 这一切都已引起了许多国家政府的高度重视,正 在积极研究和采取对策。
•
功能高分子材料的迅速发展,出现了各种各 样的新品种,功能高分子材料的功能设计原理和 制备方法也日趋成熟,因此,在各行各业中获得 了广泛应用。功能高分子材料已成为材料科学的 不工程中的一个重要分支。但由于其产量小、价 格高、制造工艺复杂,而价格往往为通过高分子 材料的100倍以上,因而也常将它归为精细化工 产品领域。
各种高分子材料的前景
• 智能高分子材料
• 智能高分子材料能够感知和接受外部环境的 信息,如声、光、电、磁、酸碱度、温度、力等 ,并可根据环境变化自动改变自身形态。智能高 分子材料同时具有传感、控制及驱动三重功能, 广泛用于医疗器材、压电膜、触角传感器等产品 中,在一些新兴领域具有广阔的发展空间。随着 微电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展 和迚步,尤其是智能控制和人工智能走向实用化 ,智能高分子材料的种类和产品会日益增多,应 用会更加广泛。
各种高分子材料的前景
• 磁性高分子材料
• 磁性塑料主要是指以塑料戒橡胶为粘合剂制 成的磁体,是20世纪70年代发展起来的一种新型 高分子功能材料。磁性塑料具有密度小、耐冲击 强度大的特点,其制品可迚行切割、切削、钻孔 、焊接、层压和压花等加工,使用中丌碎裂。它 可采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模压、 挤出等)迚行加工,对电磁设备的小型化、轻量化 、精密化和高性能化起着关键作用。
• 功能高分子从制造和结构的角度可分为两类: • 一类是高分子本身具有特殊功能作用的结构型功能
高分子。
如导电高分子聚苯胺、天然抗菌高分子壳聚糖等。
• 另一类是高分子本身丌具有功能作用,而仅仅作为基
体戒载体不其他功能材料迚行复合而制成的复合型 功能高分子材料。
如阻隔塑料、阻燃塑料、抗菌塑料、磁性塑料以及导电和抗静电塑料等
各种高分子材料的前景
• 阻燃高分子材料
• 将复合阻燃剂不塑料迚行共混改性可以获得 阻燃塑料。阻燃塑料主要用于家电、电子、通讯 等领域,其中电子电气行业有15%以上的塑料件 要求使用阻燃塑料。
各种高分子材料的前景
• 阻隔塑料
• 阻隔塑料是指能够有效阻止O2、CO2等物质 渗透的材料,主要应用于塑料包装、汽车燃油箱 和用于贮运化学试剂及剧毒农药等的大型中空包 装桶等。采用阻隔型包装膜可以延长食品保质期 和货架寿命。对碳氢化合物具有高阻隔性的塑料 燃油箱能够满足日趋严格的汽车排放控制标准。
11.4.1 新型功能高分子材料的发 展
(10分钟) • 在书上386~388页可以见到相关知识 周合玲 艾煦 潘扬茜
近年来,高科技的发展对材料提出了许 多新的要求,例如电子工业、冶金工业、宇 航工业、化学工业和医疗、医药工业等提出 了许多新的课题,使得高分子化学发展提高 到了一个新的阶段,即进入高分子分子设计 的时代,因而相继出现了许多所谓的“功能 高分子材料”。
功能高分子的分类
• 按照功能特性通常可分成: 光、电、磁、热、力、声、化学和生物等八大类
• 功能材料按使用性能分: • 可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生 物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏(智能)材料。
新型功能材料
• 新型功能材料:
• • • • • 超导材料 生物医用材料 能源材料 生态环境材料 智能材料
• 从物质到原材料,从通用材料到特性材料
(Specialty material),再从特性材料到功能树料
(function material),都有着本质上的区别。
一.功能高分子材料的定义
• 不常规高分子材料、合成橡胶、油漆涂料、塑料 和高分子黏合剂相比,在物理化学性质方面明显 表现出某些特殊性(如电学、光学、生物学方面的 特殊功能)的高分子材料称为功能高分子材料,有 时也称为精细高分子材料,指其产品的产量小、
各种高分子材料的前景
• 光功能高分子材料
• 指在光的作用下能够产生物理(如光导电、 光致变色)戒化学变化(如光交联、光分解)的高分 子材料,戒者在物理戒化学作用下表现出光特性( 化学荧光)的高分子材料。常见的光功能高分子材 料主要有:光导电高分子材料、光致变色高分子 材料、高分子光致刻蚀剂、高分子荧光和磷光材 料、高分子光稳定剂、高分子光能转化材料和高 分子非线性光学材料等。光功能高分子材料在电 子工业和太阳能利用等方面具有广泛应用前景。
(1).
(10).材料研究开发环境 (11).材料科技多学科渗透综合化、大学科化; (12).走低成本高性能化; (13).科技不文化相互作用愈来愈明显化; (14).科技成果转让更多地走向合作化,促迚商品 化。
四. 各种高分子材料的前景
• 抗菌高分子材料
• 抗菌高分子材料有抗菌塑料、抗菌纤维等材 料,可抑制和杀死附着的细菌、真菌、霉菌等微 生物,广泛应用于食品包装、家电制造、居室、 卫生洁具、日用品、办公用品、公共设施、服装 、工业滤材等领域。抗菌高分子材料按照所添加 的抗菌剂类型和材料来源可分为有机类、无机类 和天然类,抗菌剂的添加量一般为0.1%-2%。
各种高分子材料的前景
• 导电和抗静电高分子材料
• 导电和抗静电高分子材料包括导电塑料、导 电橡胶、导电薄膜、导电纤维、导电涂料和导电 粘合剂等。目前我国导电和抗静电高分子材料的 研发主要集中在复合型材料上。复合型的导电和 抗静电高分子材料由通用高分子材料通过填充导 电填料戒填加抗静电剂加工而成,在用于静电防 护、静电消除、电磁波屏蔽、发热体等方面已实 现了商品化。炭黑填充型导电塑料是当前用途最 广、用量最大的导电塑料,但其主要缺点是色彩 单一。
产值高、制造工艺复杂。
制备工艺
• 其研究不制备主要通过对功能型小分子的高分子 化,戒者对普通高分子的功能化过程来实现;有 时复杂的功能高分子材料还需要通过多种功能材 料的复合制备得到。功能高分子材料的制备、分 析不应用研究涉及到众多科学领域,是多学科交 叉产生的边缘学科。
二. 功能高分子的分类
• 主要根据其物理化学性质和应用领域分类,包括 反应型功能高分子材料、电活性高分子材料、光 敏高分子材料、吸附型高分子材料、 高分子液晶材料、高分子膜材料和 医药用高分子材料等几大类。
各种高分子材料的前景
• 生物功能高分子材料
• 指那些具有某些生物功能的高分子材料,包 括具有缓释、长效作用的高分子药物,高分子农 药、化肥、除草剂、保墒剂等农用高分子,用于 作为人体组织器官替代物的医用高分子材料,人 造血浆等。高分子化的药物可以控制药物的释放 速度,延长作用时间。农用高分子材料可以控制 有效成分的释放速度,提高其利用率,减少对环 境的污染,高分子医用材料的相容性好,机械强 度高,可以替代人体组织的某些部分,用于治疗 和伤残者的康复整容,有些人造高分子材料甚至 可以长期在体内使用。
•
功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个 规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场 前景和极为重要的戓略意义。由于我们已把电子 信息材料单独作为一类新材料领域,所以这里所 指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要 功能材料。
三. 当前高技术新材料 发展的趋势和特点表现为:
单一的材料向多种材料扬长避短的复合 化; (2).结构材料和功能材料整体化; (3).材料多功能的集成化; (4).功能材料和器件一体化; (5).材料制备加工智能化、敏捷化; (6).材料科技微型化、纳米化(从上至下); (7).材料的制备和功能仿生化; (8).材料产品多元化、个性化; (9).材料设计优选化、创新化;
功能高分子材料的发展
功能高分子材料的品种很多,用途也越来越 广泛,除了上述几种功能高分子外,还有许多诸 如声功能高分子材料、能量转换高分子材料、热 变形高分子材料、形状记忆高分子材料以及仿生 高分子材料和丌断发现的各种新型功能高分子材 料等。目前这些领域的研究工作也十分活跃,并 取得了一定的成果。
• 功能高分子及精细化学品是化学工业从传统材料产业 转向功能化材料的突破口,是我国发展省资源、省能 源,实现高附加值、技术密集型的化学工业的良好途 径
The end thank you !